Сторінка 1 / 42Перегляд дипломного проєкту
Інформація про дипломний проєкт та текст для пошуку
Проєкт 4-тактного дизельного двигуна з участю доповнені методичних вказівок для переддипломної практики
Автор: Юрій РИДОШ. Спеціальність: 133-Галузеве машинобудування. Освітня програма: Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння.
ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ
"ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
Національного університету кораблебудування
імені адмірала Макарова"
Відділення «Двигуни та автомобілі»
Циклова комісія «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів»
Допущений до захисту
Голова циклової комісії
_______ Алла НЕРУБАЩЕНКО
« ___» ___________ 2024 р.
Пояснювальна записка
До кваліфікаційної роботи (дипломний проєкт)
фаховий молодший бакалавр
(освітньо-кваліфікаційний ступень)
на тему: Проєкт 4-тактного дизельного двигуна з участю доповнені
методичних вказівок для переддипломної практики
Виконав: здобувач освіти 4курсу, групи 431-ВД-20
Галузь знань: 13 Механічна інженерія
Спеціальність: 133 Галузеве
машинобудування
Освітньо-професійна програма:
Виробництво, сервісне обслуговування та
експлуатація двигунів внутрішнього
згоряння
______________________
Юрій РИДОШ
(підпис)
Керівник _________
(підпис)
(прізвище та ініціали)
Ігор КОВАЛЕНКО
(прізвище та ініціали)
Нормоконтролер
__________________ Федір БЕЛЬСЬКИЙ
( підпис)
Рецензент
_________
(підпис)
Дата захисту ______________
(прізвище та ініціали)
Федір БЕЛЬСЬКИЙ
(прізвище та ініціали)
Оцінка за захист ____________________
Первомайськ – 2024 року
Відокремлений структурний підрозділ
«ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
Національного університету кораблебудування
імені адмірала Макарова»
Відділення: «Двигуни та автомобілі»
Циклова комісія: «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів»
Освітньо-кваліфікаційний ступень: фаховий молодший бакалавр
Галузь знань: 13 Механічна інженерія
Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування
Освітньо-професійна програма: «Виробництво сервісне обслуговування та експлуатація двигунів
внутрішнього згоряння
ЗАТВЕРДЖУЮ
Голова циклової комісії «Обслуговування
автомобілів та виробництво двигунів»
_______________ Алла НЕРУБАЩЕНКО
“____” _________________ 2024 року
З А В Д А Н Н Я
НА ДИПЛОМНИЙ ПРОЄКТ ЗДОБУВАЧУ ОСВІТИ
Юрій РИДОШ
(ім’я, ПРІЗВИШЕ)
1. Тема Проєкт 4 тактного дизельного двигуна з участю у доповнені методичних
вказівок для переддипломної практики
керівник проєкту Ігор КОВАЛЕНКО
затверджені наказом вищого навчального закладу від “15” березня 2024 року № 35-у
2. Строк подання студентом проєкту: 09.06.2024
3. Вихідні дані до проекту: Потужність Ре = 550 кВт,
Частота обертання колінчастого валу n = 500 хв -1, ступень стиску Е =12,5
4.Зміст розрахунково – пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)
1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна.
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми.
1.3 Аналіз ефективних показників проєктованого двигуна й прототипу.
1.4 Динамічний розрахунок двигуна.
1.5 Розрахунок теплового балансу двигуна
1.6 Розробка конструкції деталі , вузла, системи.
1.6.1 Призначення, описування та обґрунтування проєктованої системи вузла, деталі.
1.6.2 Вибір матеріалу, визначення розмірів і розрахунок на міцність деталі, вузла.
1.6.3 Пропозиції по удосконаленню проєктованої системи, конструкції, вузла, деталі.
2
2. РЕАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Призначення виконаної роботи.
2.2 Описання виконаної роботи.
ЛІТЕРАТУРА
ДОДАТКИ
1.Специфікації складальних креслень.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
Аркуш 1
Поперечний розріз двигуна СК А1
Виконання спеціальної частини
Комп'ютерний набір методичних вказівок для переддипломної практики
6. Дата видачі завдання 19.04.2024
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№
з/п
1
2
3
4
5
6
Назва етапів дипломного
проєкту
Строк виконання
етапів проєкту
Розділ 1
Розділ 2
Аркуш 1
Виконання реальної частини
Перевірка проєкту на плагіат
Оформлення проєкту
26.04.2024
06.05.2024
10.05.2024
17.05 2024
30.05.2024
07.06.2024
Здобувач освіти
_____________ Юрій РИДОШ
Керівник проєкту
_____________ Ігор КОВАЛЕНКО
( підпис )
( підпис )
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
Примітка
ЗМІСТ
1 Конструкторський розділ
3
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
3
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
10
1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна і
14
прототипу
1.4 Динамічний розрахунок двигуна
15
1.5 Розрахунок теплового балансу дизельного двигуна
23
1.6 Розробка конструкції компресійного кільця
28
1.6.1 Призначення, умови роботи компресійного кільця
28
1.6.2 Розрахунок компресійного кільця
30
2 Реальна частина
32
2.1 Призначення виконаної роботи
32
2.2 Описання виконаної роботи
32
Література
33
ДОДАТКИ
Додаток А Креслення “ Дизель 8ЧН 25/34“
Додаток Б Специфікація “ Дизель 8ЧН 25/34“
ВСП ПФК НУК 133.431.24.15 ПЗ
Змн.
Арк.
Розроб.
Перевір.
№ докум.
Ридош Ю.К.
Коваленко І.М
Рецензент
Н. Контр.
Бельський Ф.В
Затверд.
Нерубащенко А.
Підпис Дата
Пояснювальна
записка
Літ.
Арк.
Акрушів
2
33
431-ВД-20
1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Умова завдання
Ефективна потужність
Частота обертання колінчастого валу.
Ступінь стиску
Pе=
550 кВт
n=
500 хв-1
12,5
ε =
Вихідні дані теплового розрахунку.
Число циліндрів
Тиск наддуву
Коефіцієнт надлишку повітря
Тиск навколишнього середовища
і=
Pв =
α =
Ра=
Температура навколишнього середовища
Підігрів свіжого заряду
Тиск залишкових газів
Та=
∆T =
Рr=
Температура залишкових газів
Ступінь підвищення тиску
Коефіцієнт використання теплоти в точці "Z"
Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми
Паливо
Дизельне пальне Л - 0.2 - 40 ДСТУ 3868-99
Середній елементарний склад палива
Вуглець С=0,86; Водень Н=0,13; Кисень О=0,01
Найнижча теплота згорання палива
QH=42500 кДж/кг
Тr=
λ =
ξ z =
ξ =
8
0,165 МПа
1,69
0,101 МПа
[1]
[1]
293 К
8 К
0,152 МПа
[1]
[1]
[1]
845 К
1,73
0,87
0,92
[1]
[1]
[1]
[1]
Параметри робочого тіла.
Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг. палива
L0 =
1 C H O 1 0,86 0,13 0,01
кмоль
× + − =
×
+
−
/ кг
= 0.495
0.21 12 4 32 0.21 12
4
32
l0 =28.95×L0 =28.95×0. 495=14.33кг
Кількість свіжого заряду
M1 = α × L0,кмоль/ кг
M 1 =
0,83655 кмоль/кг
Кількість окремих компонентів продуктів згоряння
C кмоль
,
/ кг
12
Н кмоль
M Н2 О =
,
/ кг
2
M co2 =
Кількість СО2:
Кількість Н2О:
0,0717 кмоль/кг
0,065 кмоль/кг
Кількість О2:
Mo =0,21×(α−1) ×L0, кмо/лькг
0,0717 кмоль/кг
Кількість N2:
MN =0,79 × α×L0, кмоль/кг
0,6609 кмоль/кг
2
2
Загальна кількість продуктів згоряння
M2=MCO2+MH2O+MO2+MN2,кмоль/кг
0,8693 кмоль/кг
Параметри процесу газообміну
Температура повітря після нагнітача
nк − 1
Р nк
T в = Т а × в
,К
Ра
де nk=
1,61 показник політропи стиску повітря в нагнітачі
Тв =
354,2162 К
Тиск в кінці впуску
Pd = (0.9 − 0.95) × Pв
МПа
число з інтервалу
Рd= 0,15015 МПа
Коефіцієнт залишкових газів
γr =
0,91
Tв − ∆T1 + ∆T
Pr
×
Tr
ε × Pd − Pr
де ∆T1 = (30 − 500 ) ступінь охолодження повітря
∆ T1 =
30 К
γ r = 0,034646
Температура в кінці впуску
T − ∆Т1 + ∆Т + γ r × Tr
Td = в
,K
1+γ r
349,387 К
Td=
Коефіцієнт наповнення
Фс =
Р
Т − ∆Т 1
ε
× d × в
ε − 1 Pв Т d (1 + γ r )
Фс =
0,887135
Густина заряду на впуску
ρв =
Р в × 10 6
, кг 3
м
R П × (Т в − ∆Т 1 )
де RП=287 Дж /кг x к - універсальна газова постійна для повітря
ρ в =
1,773239 кг/м3
Параметри процесу стиску
Вибираємо значення
n1 =
1,368
Тиск в кінці стиску
Pc = Pd × ε n1 , МПа
4,754428 МПа
Pc =
Температура в кінці стиску
Т с = Т d × ε n1 −1 , K
885,0538 К
Tc =
Середня мольна теплоємкість повітря
mC v′ =19.88+ 0.002638 ×TC, КДж
mC v ′ =
Кмоль × К
22,2148 КДж/Кмоль*К
Параметри процесу згоряння
Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни
β0 =
М2
М1
β 0 =
1,039109
Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни
β +γr
β = 0
1+γ r
β
=
1,037799
Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих
газів при сталому об'ємі
для О2: mCv''o2=23,3+0,00155xTZ
для N2: mCv''N2=21,554+0,001457xTZ
для CO2: mCv''co2=38,609+0,003349xTZ
для H2O: mCv''H2O=25,459+0,004438xTZ
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому
об'ємі
mCv′ =
1 MCO2×(mCv′CO2) +MH2O×(mCv′H2O) + КДж
=,
Кмоль×К
M2 +MO2 ×(mCv′O2) +MN2 ×(mCv′N2)
Після підстановки одержимо рівняння
mC v′′ = а + в ×TZ , КДж
Кмоль × К
де:
а=
в=
23,39617
0,001844
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому
тиску
m C ′′p = mC v ′′ + 8 . 134 , КДж Кмоль × К
Після підстановки одержимо рівняння
mC ′′p = а + в ×TZ , КДж
Кмоль × К
де:
а=
в=
31,53017
0,001844
Максимальний тиск згоряння
Pmax = λ × Pc , МПа
Рmax =
8,22516 МПа
Максимальна температура процесу згоряння
ξ Z × QH
+ (mC ′v + 8.134× λ) × TC = β (mC′′p) × TZ
M1 × (1 + γ r )
Після підстановки одержимо квадратне рівняння
A×TZ2 +B ×TZ −c =0
де:
А=
В=
С=
Звідки:
TZ =
0,001913
32,72199
74834,93
− B + B 2 + 4 × A× C
,K
2× A
ТZ=
2042,958 К
Ступінь попереднього розширення
ρ =
β × TZ
λ × Tc
ρ =
1,385
Параметри процесу розширення
Ступінь наступного розширення
δ =
δ
=
ε
ρ
9,027198
Середній показник політропи розширення
Вибираємо значення
n2 =
1,268
Тиск в кінці розширення
Pmax
, МПа
δ n2
Pв =
Рв =
0,505246 МПа
Температура в кінці розширення
TZ
δ n2 −1
Тв =
,К
1132,847 К
Tв =
Індикаторні показники робочого тіла
Середній теоретичний індикаторний тиск
Pmi′ =
PC
λ×ρ
1
1
1
× λ ×( ρ −1) +
× 1− n −1 −
× 1− n −1 , МПа
ε −1
n2 −1 δ 2 n1 −1 ε 1
′
Р mi
=
1,241482 МПа
Дійсний середній індикаторний тиск
′ , МПа
Pmi = ξ × Pmi
Рmi = 1,142163 МПа
Індикаторний ККД
Pmi × l 0 × α
ηi =
Q H × ρ в × Ф с × 10 − 3
η
i
=
0,413728
Питома індикаторна витрата палива
3600 кг
ві =
,
кв т.год.
Q H ×η i
ві=
0,204738 кг/кв год
Ефективні показники робочого циклу
Середній тиск механічних втрат
PM = 0.089 + 0.0118 ×VП.СР, МПа
де середня швидкість поршня
V П .СР. =
S ПР . × n М
,
С
30
0,34 м Хід поршня по прототипу
SПР=
V П . СР . =
P M
=
5,66667 м/с
0,15587 МПа
Середній ефективний тиск
Pme = Pmi − Pm,МПа
=
P me
0,986296 МПа
Механічний К.К.Д.
Pme
Pmi
ηM =
ηM =
0,863534
Ефективний К.К.Д.
ηe = ηi ×ηM
η
e
=
0,357268
Питома ефективна витрата палива
ве =
3600 кг
, квт. год.
QH × η e
в е
=
0,237093 кг/кв год
Годинна витрата палива
B = в е × Ре , кг
B=
год
130,4013 кг/год
Основні розміри циліндра і двигуна
Літраж двигуна
Pe
V St = 30 × Z ×
,Л
Pme × n
де Z=4 - Коефіцієнт тактності
Vst=
133,834 Л
Робочій об'єм циліндра
Vs =
Vs =
V st
,Л
i
16,72925 Л
Діаметр циліндра
4 × Vs
=, мм
π ×m
d = 100 ×
S ПР
d ПР
=
m
де d ПР =
m=
d=
0,25 м Діаметр поршня прототипу
1,36
250,2396 мм
Хід поршня
S = m × d =, мм
340,3258 мм
S=
Уточненні розміри циліндра і двигуна
Діаметр циліндра
d=
250 мм
Хід поршня
S=
340 мм
Літраж двигуна
VSt =
π × d 2 × S ×i
=, Л
4 × 10 6
V
=
St
133,45 Л
Ефективна потужність двигуна
Pep =
Pme × VSt × n
=, КВт
30 × Z
Pep=
548,4219 кВт
Отримана величина Рер відрізняється від заданої на:
Рер − Ре
∆Ре =
Реср =
Реср
× 100 %
Рер + Ре
2
Pеср=
549,2109 кВт
∆Ре =
0,287346 %
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Розрахунок теоретичної індикаторної діаграми
Вихідні дані
Pmi=
1,142 МПа
Середній індикаторний тиск
Рd=
0,1502 МПа
Тиск в кінці впуску
n1=
1,368
12,500
8,2252 МПа
Показник політропи стиску
Ступінь стиску
Максимальний тиск в циліндрі
εc =
Pmax =
n2=
ρ =
mp=
1,268
Показник політропи розширення
1,3847
Ступінь попереднього розширення
0,040 МПа/мм Масштаб по осі тиску
Таблиця 1.1 Результати розрахунку
V V c PСТ , МПа PСТ , мм Pроз , МПа P роз , мм Pср , МПа
1 4,754428
1,250 3,503687
1,385 3,045943
1,5 2,730269
1,75 2,21117
2 1,841998
3 1,057782
4 0,713642
5 0,525905
6 0,409815
7 0,331898
8 0,276485
9 0,235339
10 0,20375
11 0,178843
12 0,158774
12,5 0,15015
118,86
87,592
76,149 8,22516
68,257 7,431926
55,279 6,112415
46,05 5,160349
26,445 3,085996
17,841 2,142757
13,148 1,614697
10,245 1,281413
8,2974 1,053903
6,9121 0,889748
5,8835 0,766312
5,0938 0,670479
4,4711 0,594154
3,9693 0,532088
3,7538 0,505246
3,4707
205,63
185,8
152,81
129,01
77,15
53,569
40,367
32,035
26,348
22,244
19,158
16,762
14,854
13,302
12,631
3,3184
2,0282
1,4291
1,0888
0,8716
0,722
0,6133
0,531
0,4667
0,4153
0,3733
0,3551
Pmiд=
1,138
Похибка середнього індикаторного тиску
∆ Pmi =
Pmi − PmiД
Pmi ср
× 100%
Pmi + PmiД
Pmi ср =
, МПа
2
Pmi cр=
1,140082 МПа
DPmi=
0,365151 %
Похибка не перевищує 5%
Побудова дійсної індикаторної діаграми
С ′, ДоВМТ точка подачі палива форсункою (подачі іскри)
Визначається кутом випередження впорску палива
(випередження запалювання)
f , ДоВМТ точка початку згорання, визначається кутом затримки
0
згорання: ∆ϕ1 =, ПКВ
∆ϕ 2 , ПісляВМТ кут після ВМТ, де тиск максимальний
b′, ПісляВМТ точка відкриття випускного клапану
r ′, ДоВМТ точка відкриття впускного клапану
r ′′, ПісляВМТ точка закриття випускного клапану
d ′, ДоВМТ точка закриття впускного клапану
с ′′
точка тиску газів в ВМТ в кінці такту стиску
Zd
точка максимального тиску газів
Вихідні дані.
λL =
[AB]=
∆ ϕ 1 =
Pr=
mp=
S=
Pc=
Pmax=
0,250
Кривошипно-шатунне відношення
202,000 мм
Відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі
0
10,000 ПКВ Кут затримки згорання
0,152 МПа
Тиск залишкових газів
0,040 МПа/мм Масштаб тиску
340,000 мм
Хід поршня
4,754 МПа
Тиск в кінці стиску
8,225 МПа
Максимальний тиск
Таблиця 1.2 Визначення точок дійсної індикаторної діаграми
Позначка Положення
Постійна
Відстань від
λ
точки
точки
X = (1−cosϕ) + L ×(1−cos2ϕ) ВМТ до точки
[ АВ]
ϕ 0 , ПКВ
4
відносно
X×
, мм
0
2
ВМТ, ϕ , ПКВ
С ′, ДоВМТ
f , ДоВМТ
14
0,037
3,739
4
0,003
0,307
∆ϕ 2 , ПісляВМТ
b′, ПісляВМТ
10
0,019
1,915
130
1,716
173,330
70
0,768
77,604
50
0,431
43,487
150
1,897
191,625
r ′, ДоВМТ
r ′′, ПісляВМТ
d ′, ДоВМТ
Ордината точки r
Pr
, мм
mp
3,800 мм
Тиск газів в ВМТ.
Pc′′ = (1.15 − 1.25) × Pc
1,23 Число з інтервалу
P c′′ =
P c′′ =
5,848 МПа
146,199 мм
Максимальний тиск згорання
для дизелів: Pzd=Pmax
МПа
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Рисунок 1 Індикаторна діаграма
9
10
11
12
13
V/Vc
1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна і
прототипу
Таблиця 1.3 Параметри двигунів
Найменування параметру
Позначення Прототип
Ефективна потужність
Частота обертання
колінчатого валу
Ступінь стиску
Середній ефективний тиск
Питома ефективна витрата
пального
Діаметр циліндра
Хід поршня
Літраж двигуна
Тиск наддуву
Ре, кВт
п, хв.-1
ε
Рме, кПа
Ве,
кг/кВтгод
d, мм
S, мм
Vst,л
Рв, кПа
Двигун, що
8ЧН25/34-4 проектується
533
550
500
500
12,5
962
0,222
12,5
986
0,237
250
340
133,5
140
250
340
133,5
165
Потужність проєктованого двигуна більша потужності прототипу за
рахунок збільшення
тиску наддуву , що в свою чергу привело до
підвищення середнього ефективного тиску.
Літраж двигуна та частота обертання колінчастого валу залишились
без змін. Збільшилась в порівняні з прототипом питома ефективна витрата
пального за рахунок менш оптимального вибору вихідних даних
розрахунку робочого процесу.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.15 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
14
1.4 Динамічний розрахунок двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
На деталі КШМ діють
Сили тиску газу
π ×d2
Fг = (Рц − Pa ) ×
,H
4
Сили інерції мас, що рухаються зворотно-поступально
Fи = −ms × r ×ω2 × (cosϕ + λL cos2ϕ), H
сумарна сила (дійсна)
Fd = Fг ± Fи, Н
Нормальна сила
Fn = Fd × tgβ , H
Радіальна сила
Fr = Fd ×
cos(ϕ + β )
,H
cosβ
Дотична сила
FK = Fd ×
sin (ϕ + β )
,H
cosβ
Вихідні дані
А
λ l
m s
=
=
=
0,049 м2
0,250
69,6 кг
0,170 м
52,33 с-1
m F =
2 кН/мм
Pd=
150,2 кПа
Ра=
101 кПа
п1=
1,368
п2=
1,268
Pmax= 8225,16 кПа
Pzd= 8225,16 кПа
Рс′′ = 5847,946 кПа
Рr=
152 кПа
Рb=
505 кПа
r=
ω =
Площа поршня
Кривошипно-шатунне віднощення
Маса деталей, що рухаються
зворотно-поступально
Радіус кривошипа
Кутова швидкість
Масштаб сил
Тиск в кінці впуску
Атмосферний тиск
Показник політропи стиску
Показник політропи розширення
Теоретичний тиск згорання
Дійсний тиск згорання
Дійсний тиск в кінці стиску
Тиск залишкових газів
Тиск в кінці розширення
d=
0,25 м
Діаметр циліндра
0,34 м
12,5
-1
500 хв
S=
ε=
п=
π ×d2
Vs =
× S , м3
4
V s =
робочий об"єм
3
0,016681 м
Vc =
Vc =
Vs
, м3
ε −1
об"єм камери стиску
3
0,001451 м
Va = Vs + Vc, м3
V
Хід поршня
Ступінь стиску
Частота обертання
повний об"єм
=
0,018132 м3
Об"єм над поршнем в залежності від кута повороту кривошипа
a
λ
V f = A × r × (1 − cosϕ ) + L × (1 − cos 2ϕ ) + Vc , м 3
4
Таблиця 1.4 Результати динамічного розрахунку
FN
Fг
Fг
ϕ 0 Vf
Fи
Fd
Fr
Fk
пкв
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
м
3
кн
кн
кн
кн
кн
кн
мм
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
мм
мм
мм
мм
мм
0,0015 2,4114
-40,507
-38,1
0
-38,1
0 1,2057
-20,25
-19,05
0
-19,05
0
0,0016 2,4114
-39,526
-37,11
-1,613
-36,27
-8,033 1,2057
-19,76
-18,56
-0,806
-18,14
-4,017
0,0021 2,4114
-36,657
-34,25
-2,939
-31,18
-14,47 1,2057
-18,33
-17,12
-1,469
-15,59
-7,237
0,0028 2,4114
-32,114
-29,7
-3,742
-23,85
-18,09 1,2057
-16,06
-14,85
-1,871
-11,93
-9,046
0,0038 2,4114
-26,231
-23,82
-3,878
-15,75
-18,28 1,2057
-13,12
-11,91
-1,939
-7,877
-9,141
0,005 2,4114
-19,423
-17,01
-3,319
-8,392
-15,17 1,2057
-9,711
-8,506
-1,66
-4,196
-7,583
0,0064 2,4114
-12,152
-9,741
-2,16
-3
-9,516 1,2057
-6,076
-4,87
-1,08
-1,5
-4,758
0,0079 2,4114
-4,8773
-2,466
-0,596
-0,283
-2,521 1,2057
-2,439
-1,233
-0,298
-0,142
-1,26
0,0094 2,4114
1,98563 4,3971 1,1169
-0,336 4,5242 1,2057 0,9928 2,1985 0,5585
-0,168 2,2621
0,0108 2,4114
8,1013 10,513 2,7144
-2,714 10,513 1,2057 4,0507 5,2564 1,3572
-1,357 5,2564
0,0123 2,4114
13,2398 15,651 3,9758
-6,633 14,723 1,2057 6,6199 7,8256 1,9879
-3,317 7,3616
0,0136 2,4114
17,2892 19,701 4,7614
-11,21 16,884 1,2057 8,6446 9,8503 2,3807
-5,606
0,0147 2,4114
20,2533 22,665 5,0263
-15,69 17,115 1,2057 10,127 11,332 2,5131
-7,843 8,5575
0,0158 2,4114
22,2364 24,648 4,8094
-19,53
0,0166 2,4114
23,4171 25,828 4,2052
-22,49 13,381 1,2057 11,709 12,914 2,1026
-11,24 6,6904
0,0173 2,4114
24,0131 26,425 3,3292
-24,55 10,329 1,2057 12,007 13,212 1,6646
-12,27 5,1646
0,0178 2,4114
24,245 26,656 2,2876
-25,83 6,9674 1,2057 12,122 13,328 1,1438
-12,92 3,4837
0,018 2,4114
24,3002 26,712 1,1607
-26,51 3,4954 1,2057
-13,25 1,7477
0,0181 2,4114
24,3039 26,715
0,00
-26,72
0,00 1,2057 12,152 13,358
0,018 2,4647
24,3002 26,765
-1,16
-26,56
-3,50 1,2324
15,79 1,2057 11,118 12,324 2,4047
12,15 13,356 0,5803
12,15 13,382
-9,764
8,442
7,895
0,00
-13,36
0,00
-0,582
-13,28
-1,751
0,0178 2,6286
24,245 26,874
-2,306
-26,04
-7,024 1,3143 12,122 13,437
-1,153
-13,02
-3,512
0,0173 2,9158
24,0131 26,929
-3,393
-25,02
-10,53 1,4579 12,007 13,464
-1,696
-12,51
-5,263
0,0166 3,3492
23,4171 26,766
-4,358
-23,31
-13,87 1,6746 11,709 13,383
-2,179
-11,65
-6,933
Продовження таблиці 1.4
Fг
ϕ 0 Vf
Fи
Fd
пкв
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
м
3
кн
кн
кн
FN
Fr
Fk
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
кн
кн
кн
мм
мм
мм
мм
мм
мм
-8,393
0,0158 3,9655
22,2364 26,202
-5,113
-20,76
-16,79 1,9828 11,118 13,101
-2,556
-10,38
0,0147 4,8211
20,2533 25,074
-5,561
-17,35
-18,93 2,4106 10,127 12,537
-2,78
-8,676
-9,467
0,0136 6,0018
17,2892 23,291
-5,629
-13,26
-19,96 3,0009 8,6446 11,645
-2,815
-6,628
-9,981
0,0123 7,6403
13,2398
20,88
-5,304
-8,849
-19,64 3,8202 6,6199
10,44
-2,652
-4,425
-9,821
0,0108 9,9467
8,1013 18,048
-4,66
-4,66
-18,05 4,9733 4,0507
9,024
-2,33
-2,33
-9,024
0,0094 13,263
1,98563 15,248
-3,873
-1,167
-15,69 6,6313 0,9928 7,6241
-1,937
-0,583
-7,845
0,0079 18,163
-4,8773 13,285
-3,211 1,5266
-13,58 9,0813
-2,439 6,6427
-1,605 0,7633
-6,791
0,0064 25,644
-12,152 13,492
-2,992 4,1547
-13,18 12,822
-6,076 6,7459
-1,496 2,0774
-6,59
0,005 37,477
-19,423 18,054
-3,523 8,9062
-16,09 18,738
-9,711 9,0269
-1,761 4,4531
-8,047
0,0038 56,789
-26,231 30,558
-4,975 20,211
-23,45 28,394
-13,12 15,279
-2,488 10,105
-11,73
0,0028
88,6
-32,114 56,485
-7,117
-34,41
44,3
-16,06 28,243
-3,558
22,68
-17,2
0,0021 137,93
-36,657 101,28
-8,691 92,196
-42,81 68,967
-18,33 50,638
-4,346 46,098
-21,4
0,0016 197,52
-39,526 157,99
-6,865
154,4
-34,2 98,759
-19,76 78,996
-3,433
77,2
-17,1
0,0015 281,96
-40,507 241,45
0 241,45
0 140,98
-20,25 120,73
0 120,73
0
0,0016 398,59
-39,526 359,07 15,602
0,0021 251,26
-36,657
214,6 18,417 195,36 90,704 125,63
-18,33
107,3 9,2085
97,68 45,352
0,0028 168,07
-32,114 135,96 17,129 109,18 82,814 84,037
-16,06
67,98 8,5646
54,59 41,407
0,0038 112,76
-26,231 86,531 14,088 57,231 66,413 56,381
-13,12 43,265 7,0442 28,615 33,207
-9,711 29,384 5,7335 14,496 26,195
45,36
350,9 77,717
199,3
0,005 78,191
-19,423 58,768 11,467 28,991
52,39 39,096
0,0064 56,455
-12,152 44,303 9,8248 13,643
43,28 28,227
0,0079 42,401
-4,8773 37,524 9,0691 4,3118 38,363 21,201
0,0094 33,019
1,98563 35,005
0,0108 26,567
8,1013 34,668 8,9513
Продовження таблиці 1.4
8,892
-2,678 36,017
-19,76 179,53 7,8012 175,45 38,858
-6,076 22,151 4,9124 6,8214
21,64
-2,439 18,762 4,5345 2,1559 19,181
4,446
-1,339 18,009
-8,951 34,668 13,283 4,0507 17,334 4,4756
16,51 0,9928 17,502
-4,476 17,334
ϕ 0
Vf
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
пкв
м3
кн
кн
кн
кн
кн
кн
мм
мм
мм
мм
мм
мм
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
0,0123 22,018
13,2398 35,258 8,9562
0,0136 18,749
17,2892 36,038
4,355
-10,26 15,443
0,0147 16,372
20,2533 36,625 8,1222
-25,35 27,657 8,1859 10,127 18,313 4,0611
-12,67 13,829
0,0158 14,636
22,2364 36,873 7,1947
-29,21 23,621 7,3181 11,118 18,436 3,5973
-14,61 11,811
0,0166 13,378
23,4171 36,795 5,9907
-32,04 19,062 6,6891 11,709 18,398 2,9954
-16,02 9,5312
0,0173
12,49
24,0131 36,503 4,5989
-33,91 14,269 6,2448 12,007 18,251 2,2995
-16,96 7,1343
0,0178 11,899
24,245 36,144 3,1018
-35,03 9,4472 5,9494 12,122 18,072 1,5509
-17,51 4,7236
0,018 11,561
24,3002 35,861 1,5583
-35,59 4,6926 5,7805
-17,79 2,3463
0,0181 11,122
24,3039 35,426
0
-35,43
0,018 2,5022
24,3002 26,802
-1,165
-26,6
8,71
-14,94 33,167 11,009 6,6199 17,629 4,4781
-20,51 30,886 9,3745 8,6446 18,019
12,15 17,931 0,7791
0 5,5612 12,152 17,713
-3,507 1,2511
-7,471 16,583
0
-17,71
0
12,15 13,401
-0,582
-13,3
-1,754
0,0178 2,5022
24,245 26,747
-2,295
-25,92
-6,991 1,2511 12,122 13,374
-1,148
-12,96
-3,496
0,0173 2,5022
24,0131 26,515
-3,341
-24,63
-10,36 1,2511 12,007 13,258
-1,67
-12,32
-5,182
0,0166 2,5022
23,4171 25,919
-4,22
-22,57
-13,43 1,2511 11,709
12,96
-2,11
-11,28
-6,714
0,0158 2,5022
22,2364 24,739
-4,827
-19,6
-15,85 1,2511 11,118 12,369
-2,414
-9,8
-7,924
0,0147 2,5022
20,2533 22,755
-5,046
-15,75
-17,18 1,2511 10,127 11,378
-2,523
-7,874
-8,592
0,0136 2,5022
17,2892 19,791
-4,783
-11,26
-16,96 1,2511 8,6446 9,8957
-2,392
-5,632
-8,481
0,0123 2,5022
13,2398 15,742
-3,999
-6,672
-14,81 1,2511 6,6199
7,871
-1,999
-3,336
-7,404
0,0108 2,5022
8,1013 10,603
-2,738
-2,738
-10,6 1,2511 4,0507 5,3017
-1,369
-1,369
-5,302
0,0094 2,5022
1,98563 4,4878
-1,14
-0,343
-4,618 1,2511 0,9928 2,2439
-2,309
0,0079 2,5022
-4,8773
-2,375
0,574
-0,273 2,4282 1,2511
0,0064 2,5022
-12,152
-9,65
2,14
0,005 2,5022
-19,423
-16,92 3,3016
0,0038 2,5022
-26,231
-23,73 3,8633
-15,69 18,212 1,2511
Продовження таблиці 1.4
-0,57
-0,172
-2,439
-1,188
0,287
-0,136 1,2141
-2,972 9,4269 1,2511
-6,076
-4,825
1,07
-1,486 4,7135
-8,347 15,084 1,2511
-9,711
-8,46 1,6508
-4,174 7,5421
-13,12
-11,86 1,9316
-7,847 9,1059
ϕ 0
Vf
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
пкв
м3
кн
кн
кн
кн
кн
кн
мм
мм
мм
мм
мм
мм
690
700
710
720
0,0028 2,5022
-32,114
-29,61 3,7308
-23,78 18,037 1,2511
-16,06
-14,81 1,8654
-11,89 9,0185
0,0021 2,5022
-36,657
-34,15 2,9311
-31,09 14,436 1,2511
-18,33
-17,08 1,4656
-15,55
0,0016 2,5022
-39,526
-37,02 1,6088
-36,18 8,0134 1,2511
-19,76
-18,51 0,8044
-18,09 4,0067
0,0015 2,5022
-40,507
-38
0
-38
0 1,2511
-20,25
-19
0
-19
7,218
0
кН
400,00
350,00
300,00
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
0,00
0
90
180
270
360
450
-50,00
Рисунок 2 Сили газів,інерції,дійсна
540
630
720
пкв
1.4 Динамічний розрахунок двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
На деталі КШМ діють
Сили тиску газу
π ×d2
Fг = (Рц − Pa ) ×
,H
4
Сили інерції мас, що рухаються зворотно-поступально
Fи = −ms × r ×ω2 × (cosϕ + λL cos2ϕ), H
сумарна сила (дійсна)
Fd = Fг ± Fи, Н
Нормальна сила
Fn = Fd × tgβ , H
Радіальна сила
Fr = Fd ×
cos(ϕ + β )
,H
cosβ
Дотична сила
FK = Fd ×
sin (ϕ + β )
,H
cosβ
Вихідні дані
А
λ l
m s
=
=
=
0,049 м2
0,250
69,6 кг
0,170 м
52,33 с-1
m F =
2 кН/мм
Pd=
150,2 кПа
Ра=
101 кПа
п1=
1,368
п2=
1,268
Pmax= 8225,16 кПа
Pzd= 8225,16 кПа
Рс′′ = 5847,946 кПа
Рr=
152 кПа
Рb=
505 кПа
r=
ω =
Площа поршня
Кривошипно-шатунне віднощення
Маса деталей, що рухаються
зворотно-поступально
Радіус кривошипа
Кутова швидкість
Масштаб сил
Тиск в кінці впуску
Атмосферний тиск
Показник політропи стиску
Показник політропи розширення
Теоретичний тиск згорання
Дійсний тиск згорання
Дійсний тиск в кінці стиску
Тиск залишкових газів
Тиск в кінці розширення
d=
0,25 м
Діаметр циліндра
0,34 м
12,5
-1
500 хв
S=
ε=
п=
π ×d2
Vs =
× S , м3
4
V s =
робочий об"єм
3
0,016681 м
Vc =
Vc =
Vs
, м3
ε −1
об"єм камери стиску
3
0,001451 м
Va = Vs + Vc, м3
V
Хід поршня
Ступінь стиску
Частота обертання
повний об"єм
=
0,018132 м3
Об"єм над поршнем в залежності від кута повороту кривошипа
a
λ
V f = A × r × (1 − cosϕ ) + L × (1 − cos 2ϕ ) + Vc , м 3
4
1.5 Розрахунок теплового балансу дизельного двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Умова завдання
ефективна потужність
Р е=
частота обертання колінвалу
діаметр циліндру
хід поршня
число циліндрів
коефіцієнт тактності
нижча теплота згорання дизельного
палива
годинна витрата пального
Індикаторний к.к.д.
ефективний к.к.д.
кількість свіжого заряду
загальна кількість продуктів згорання
температура залишкових газів
температура на початку стиску
коефіцієнт надлишку повітря
548,4219 кВт
n=
d=
S=
і=
Z=
500 хв-1
250 мм
340 мм
8
4
QH=
B r=
ηi=
ηe =
М1 =
Мr=
Тr=
Тd=
42500 кДж/кг
130,4013 кг/год
0,413728
0,357268
0,83655 кмоль/кг
0,869267 кмоль/кг
845 К
349,387 К
1,69
α =
Рівняння теплового балансу
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун з паливом
,Дж/сек
QП =Qe +QB +QГ +QM +Qн.в
де
Qe- теплота, еквівалентна ефективній роботі;
Qв- теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною;
Qг- теплота, яка виноситься випускними газами;
Qм- теплота, яка відводиться маслом;
Qн.в.- невраховані теплові втрати.
Теплота, яка підводиться в циліндр двигуна з паливом
,Дж/сек
QП = Br × QН / 3.6
=
1539460 Дж/сек
у відсотковому відношенні qп приймаємо за 100%
Q П
Теплота, еквівалентна ефективній роботі двигуна
Q е =
548421,9 Дж/сек
у відсотковому відношенні
Q е = 1000
× Ре
q = Qe / Qп ×100 %
q=
35,6243 %
Перевірка
Q е′
=
550000 Дж/сек
Вираховуємо похибку
Δ=(Qe −Qe′ )/Qе ×100%
Δ =
-0,287759 %
Q е′ = Q п × η е
,Дж/сек
,Дж/сек
Теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною
,Дж/сек
Qв =Qw +QТ.П +Qв.н.
де
Qw- теплота, яка відводиться робочим тілом в стінки циліндра ;
Qт.п.- теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня
по гільзі циліндра;
Qв.н. -теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу.
Теплообмін між робочим тілом і стінками циліндра
,Дж/сек
Qw = (−Wнап +WСТ +WГ.Р. +Wвип) ×Qп
де W нап.,W ст.,W г.р.,W вип - відповідно відносні втрати палива на дільницях
наповнення, стиску, горіння-розширення та випуску газів із циліндра.
З експериментальних даних
W нап.=0
W ст.=0
Qw =
W г.р.=0,09-0,16
W вип=0,01-0,05
0,15
0,05
307892 Дж/сек
Теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі циліндра
Середній тиск механічних втрат в механізмах двигуна
Pмд = (а + в ×Сm ) ×103
де а=0,09 в=0,012 - коефіцієнти для визначення середнього
тиску механічних втрат
Cm = S × n / 30
середня швидкість поршня
C m = 5,666667 м/с
Pмд = 155,8667 кПа
Середній тиск тертя поршня
Pср.т. = 0 . 6 × Р мд
Pср.т. =
93,52 кПа
Потужність тертя поршня
Pп = РСР.Т ×Vs ×n×i /(30×Z)
де Vs- Робочій об'єм циліндру
Vs = πd 2 ⋅ S / 4
3
Vs= 0,016681 м
Pn= 52,00102 кВт
Теплота, еквівалентна роботі тертя поршня
,Дж/сек
Q
=1000 × Р
Т .П .
QТ.П.=
П
52001,02 Дж/сек
Теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу
Визначаємо витрату води як суму теплоти
,Дж/сек
QВ′ = QW + QТ.П.
Q В′ =
359893 Дж/сек
тоді витрата охолоджуючої рідини
VВ =
Q ′В × 10 −3 × К
ρ в × C тв × ∆Т в
,м3/с
де К=1,2-1,5 коефіцієнт запасу
К=
1,3
ρ в = 1000 кг/м3 середня щільність води
Cmв=4,19 кДж/кг - середня теплоємкість води
∆Т в = 6-10 - температурний перепад води в холодильнику
∆Т в =
7К
3
Vв= 0,015952 м /с
Потужність, яка використовується на привід водяного насосу
Рв.н. =Vв × ∆Pв /ηв.н. ,кВт
де ∆Рв = 98 кПа - гідравлічний опір системи охолодження
ηв.н. = 0,8 - 0,9 к.к.д. водяного насосу
ηв.н. =
0,86
Рв.н.= 1,817742 кВт
Тоді
Qв.н.= 1817,74 Дж/сек
Загальна теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною
,Дж/сек
Qв =Qw +QТ.П +Qв.н.
Qв= 361710,8 Дж/сек
що складає у відсотковому відношенні
qв = Qв / QП ×100%
qв= 23,49595 %
Теплота, яка виноситься випускними газами
QГ =
[
Br
t
t
× M2 × (mC′p′)t × tr − M1 × (mCp )t × td
3.6
де
m C ′p′ =
mC p =
2
d
0
0
]
,Дж/сек
33,736 кДж/(кмоль*град) Ізобарна теплоємкість продуктів згорання
29,11 кДж/(кмоль*град) Ізобарна теплоємкість свіжого заряду.
tr=Tr-273
tr=
0
572 С Температура залишкових газів.
0
td=Td-273
td= 76,38704 С Температура на початку стиску.
QГ= 540225,8 Дж/сек
Що складає у відсотковому відношенні
qГ = QГ / QП ×100%
q г=
35,0919 %
Теплота, яка відводиться маслом і затрачується на
привід масляного насосу
Теплота, яка відводиться маслом, від гарячих деталей двигуна
,Дж/сек
QM1 = Qw +QМД −Qв
(
)
QМД = ∆МД × QП
(
теплота, еквівалентна роботі на подолання
опору в механізмах двигуна
)
де ∆ МД = РМД / Рmi × η i
доля втрат в механізмах двигуна
Pmi= 1,142163 МПа середній індикаторний тиск
∆ МД
=
0,05646
тоді
Q МД = 86917,76 Дж/сек
QM1 =
33099 Дж/сек
Теплота, еквівалентна роботі на привід насоса системи мащення
Витрата циркуляційного масла
VM =
к × QM 1
ρ M × Cmм × ∆
,М3/с
де К=1,2-1,5 - Коефіцієнт запасу
ρ м = 900
3
кг/м
К=
1,25
щільність масла
Сmм= 2,094 кДж/кг - середня теплоємкість масла.
∆Tм=6-15 К Температурний перепад масла в охолоджувачі
двигуна
∆Tм=
9К
3
Vм= 0,002439 М /с
потужність, яка використовується на привід масляного насоса
PМ . Н . =
V М × P0
η × 10 3 ,кВт
де Р0=(0,3 - 0,4)106 - робочий тиск масла в системі
Р0=
350000 Па
ηм = 0,8 −0,9 механічний к.к.д. масляного насоса
η
=
0,84
Рм.н.=
1,01637 кВт
м
QH 2 =1000 × PМН
тоді
QM 2 =
,Дж/сек
1016,37 Дж/сек
Загальна кількість теплоти складає
QM = QM1 +QM2 ,Дж/сек
= 34115,37 Дж/сек
QM
у відсотковому відношенні
qM = QM / QП ×100 %
qМ= 2,216061 %
Невраховані теплові втрати
QН.В. =QП−(Qe +Qв +QГ +QM) ,Дж/сек
QН.В.=
54986,31 Дж/сек
що складає у відсотковому відношенні
qН .В. = QН.В. / QП ×100 %
q Н . В . = 3,571792 %
Всі отримані дані зведені в таблицю 1.5
Таблиця 1.5 Зведена таблиця теплового балансу
Складові теплового балансу
Дж/сек
теплота, еквівалентна ефективній роботі
теплота, яка відводиться охолоджувальною
рідиною
теплота, яка виноситься випускними газами
теплота, яка відводиться маслом
невраховані теплові втрати
548421,9 35,6243
361710,8 23,496
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун
з паливом
1539460
%
540225,8 35,0919
34115,37 2,21606
54986,31 3,57179
100
1.6 Розробка конструкції компресійного кільця
1.6.1 Призначення, умови роботи компресійного кільця
Компресійні (ущільнювальні) кільця служать для рухомого ущільнення
зазору між поршнем і циліндром, відводу теплоти від головки поршня до
циліндрової втулки і далі в охолоджуючу воду і розподілу масла по дзеркалу
циліндра. Дія компресійних кілець, що ущільнює, забезпечується за рахунок
їхнього притиснення до дзеркала циліндра і стінкам поршневих канавок і
лабіринтової дії кілець і канавок.
Умови роботи поршневих кілець (особливо верхнього компресійного)
дуже важкі й обумовлені наступними факторами:
1.Зворотно-поступальний рух кілець при високій швидкості ковзання і
великому механічному навантаженню
затрудняє створення гарних
умов змащення, викликає підвищений знос кілець і втулки, збільшує
роботу тертя кілець (до 50% усіх механічних втрат у дизелі).
2. Високі термічні навантаження кілець внаслідок дотику з гарячими
газами, відводу теплоти від головки поршня і тертя об стінки циліндра
знижують механічну міцність і пружність кілець,
приводять до
вигорання і коксування масла і створюють умови напівсухого тертя
(особливо в районі ВМТ).
3. Радіальна вібрація кілець («колапс»), що виникає при деяких умовах
(втрата кільцями пружності, зменшення тиску газу в закільцевих
просторах, деформація поршня, втулки й ін.), супроводжується
порушенням ущільнення, проривом газів, перегрівом поршня і кілець,
погіршенням змащення, втратою кільцями пружності , їх коробленням,
пригоранням і поломкою. При радіальній вібрації кільце відстає від
стінки циліндра й втоплюється в канавці тиском газів, що діють на
зовнішню поверхню кільця .
При досить великому зазорі в замку
кільця і повному розвантаженню закільцевого простору (повний
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.15 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
28
«колапс») кільце внутрішньою поверхнею вдаряється об дно поршневої
канавки, а потім різко розтискається і з ударом входить у контакт зі
стінкою циліндра. У результаті напружень втоми кільце ламається.
5. Обертальний рух кілець (переміщення в канавках щодо осі поршня)
у двотактних дизелях може приводити до западання кінців (замків)
кілець у вікна циліндрової втулки і їхній поломці. Обертальний рух
кілець викликається зворотно-кутовими (паразитними) переміщеннями
поршня при кожнім оберті колінчатого вала. При абсолютно твердому
колінчатому валі і деталей механізму руху під дією нормальної сили
вісь поршня при перекладці в циліндрі переходить із одної точки
в
другу. В дійсності, внаслідок прогину вала, деталей механізму руху,
неточностей їхнього виготовлення і монтажу при зміні знака
нормальної сили поршень «перекочується» у циліндрі.
Якщо
при
цьому сила тертя кілець на зовнішньому колі більше, ніж на торцях, то
вони повільно провертаються в канавках.
6. Радіальні переміщення кілець у канавках при русі поршня сприяють
збільшенню зносу кілець і канавок. Такі переміщення
обумовлені
нерівномірним зносом і деформаціями циліндрової втулки.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.15 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
29
1.6.2 Розрахунок компресійного кільця
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Умови роботи поршневих кілець
Кільця працюють в умовах високих температур, а також значних
змінних навантажень, а також піддаються зношенню.
Вимоги до матеріалу поршневих кілець
висока зносотривкість в умовах граничного тертя.
високі антифрикційні якості пари - поршневе кільце - гільза.
швидка прироботка до поверхні гільзи.
Вибір матеріалу поршневого кільця
Вибираємо чавун ВЧ-25 ГОСТ 1412-85
Вихідні данні
Діаметр циліндра
Радіальна товщина кільця
× м
t=(0,03-0,045) d,
Висота кільця
hk=(0,6-1) ×t, м
Зазор в замку
а) в вільному стані
δ0=(0,08-0,13) ×d, м
б) в робочому стані
δ1=(0,005-0,0075) d,
× м
d=
0,034
0,0085 м
0,71
0,00604 м
0,096
0,024 м
0,0055 0,00138 м
Деформація кільця
а) в робочому стані
f′ = σ 0 − σ1
мм
f'=
22,625 мм
б) при надіванні кільця на поршень
f ′′ = 2 × π × t - f ′ мм
f''=
30,755 мм
Наруження згинання в робочому стані
1
f′
×
( t −1)2 t
σ′И =0,425×E× d
Е=1 ×105 МПа - для чавунів
Е=2 ×105 МПа - для сталі
Е=
100000 МПа
′
σ и =
140,14 МПа
[ σ и′ ] = 400 МПа
0,25 м
МПа
Напруження згинання при надіванні кільця на поршень
1
f′
×
( t +1)2 t
σ′И =0,425×E× d
σ и′′ =
166,266 МПа
[ σ и′′ ] = 450 МПа
Тиск кільця на стінку циліндра
0 .33 × σ ′И × t 2
PK =
МПа
d × (d − t )
Pк=
0,05534 МПа
[Pк]=0,2 МПа
МПа
2 РЕАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Призначення виконаної роботи
Методичні
вказівки
призначені
покращити
умови
проходження
переддипломної пракики здбувачами освіти.
У
методичних
вказівках
наведені
програма
та
завдання
переддипломної практики, загальні вимоги, структура та зміст звіту з
практики, вимоги до оформлення звіту та рекомендована література.
2.2 Описання виконаної роботи
В якості реальної частини дипломного проєкту є компютерний набір
методичних вказівок для проходження переддипломної практики.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.20.24.15 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
32
ЛІТЕРАТУРА
1.
Колчин А.И., Демидов В.П. Расчеты автомобильных и тракторных
двигателей. – М: Высшая школа, 1978.- 400 с.
2.
Доценко С.М., Діденко О.В. Методичні вказівки до практичної роботи
«Розрахунок робочого процесу дизельного двигуна» з дисципліни
« Теорія двигунів внутрішнього згоряння»Первомайськ ППІ 2012-40 с.
3.
Методичні вказівки до практично ї роботи «Розрахунок та побудова
індикаторої діаграми». Склав викладач Доценко С.М.: - Первомайськ
ППТК, 2000.-24 с.
4.
Коваленко І.М Конструкція та динаміка ДВЗ. методичні вказівки до
виконання динамічного розрахунку кривошипно-шатунного
механізму.- Первомайськ, 2013-43с.
5.
Методичні вказівки до практичної роботи «Розрахунок теплового
балансу дизельного двигуна». Склав викладач Доценко С.М. –
Первомайськ ППТК, 1999.-28 с.
6.
Натальчишина В.П., Брендуля М.Ф., Гиль О.О. Вимоги до
оформлення курсових та дипломних проектів і робіт. методичні
вказівки для студентів інститут та коледжу. – Первомайськ: ППІ
2007.-47 с.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.15 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
33
133.431.24.15.00.00.00 СК
8
9
4
12
11
5
10
7
1
2420*
6
3
2
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам. инв. № Инв. № дубл.
Подп. и дата
Справ. №
Перв. примен.
1280*
Технічна характеристика
1. Ефективна потужнiсть
Pe = 550 кВт.
2. Частота обертання колiнчастого валу
n = 500 хв.
3. Ступiнь стиску
= 12,5
4. Середнiй ефективний тиск
Рme =0,986МПа.
5. Питома ефективна витрата палива
Ве = 0,237 кг/квт.год.
Технiчнi вимоги.
1. Використовувати дизельне паливо Л-0,2-40 ДСТУ 3868-99
2. Використовувати в системi мащення масло М8Г2 ГОСТ 21743-76
3. В якостi охолоджвальноi рiдини використовувати профiльтровану
прісну воду з антикорозiйною присадкою ВНИИНП 117/Д.
4. Висота камери стиску 5,5 мм.
5. * Розмiри для довiдок.
Изм. Лист № докум.
Разраб. Ридош
Пров.
Коваленко
Т.контр. Коваленко
Н.контр. Бельський
Утв.
Нерубащенко
Подп. Дата
133.431.24.15.00.00.00 СК
Лит. Масса Масштаб
Дизель
10500 1:5
8ЧН 25/34
Лист
Листов 1
431-ВД
Копировал
Формат
A1
Найменування
Кіл.
Поз.
Формат
Позначення
Примітка
Документація
133.431.24.15.00.00.00 СК
А1
Складальне креслення
Складальні одиниці
1 133.431.24.15.01.00.00 СК
Блок-картер
1
2 133.431.24.15.02.00.00 СК
Фундаментна рама
1
3 133.431.24.15.03.00.00 СК
Колінчастий вал
1
4 133.431.24.15.04.00.00 СК
Кришка циліндру
8
5 133.431.24.15.05.00.00 СК
Поршень
8
6 133.431.24.15.06.00.00 СК
Шатун
8
7 133.431.24.15.07.00.00 СК
Розподільний вал
1
8 133.431.24.15.08.00.00 СК
Форсунка
8
9 133.431.24.15.09.00.00 СК
Пусковий клапан
8
133.431.24.15.10.00.00 СК
Паливний насос
8
10
високого тиску
11
133.431.24.15.11.00.00 СК
Випускний колектор
1
12
133.431.24.15.12.00.00 СК
Впускний колектор
1
ВСП ПФК НУК 133.431.24.15
Змн.
Арк.
Розроб.
№ докум.
Перевір.
Ридош
Коваленко
Н. Контр.
Бельський
Затверд.
Нерубащенко
Підпис Дата
Дизель
8ЧН25/34
Літ.
Арк.
Акрушів
1
1
431-ВД